Вперше захворювання було описане норвезьким лікарем І. А. Феллінгом у 1934 році. Вивчаючи хворобу, фахівці встановили, що за наявність хвороби відповідає єдиний ген. фенілаланінгідроксилази.
Фенілкетонурія є захворюванням з аутосомно-рецесивним характером спадкування. Це означає, що для розвитку клінічних ознак фенілкетонурії дитина повинна успадкувати за однією дефектною копією гена від обох батьків, які є гетерозиготними носіями мутантного гена.
Причина захворювання пов'язана з порушенням обміну незамінної амінокислоти фенілаланіну, що призводить до підвищення її рівня в крові, тканинах та біологічних рідинах. Надлишок фенілаланіну токсичний для нервової системи та при тривалому впливі викликає в ній незворотні дегенеративні зміни.
Причини захворювання Найчастіше хвороба Феллінга виникає при мутації гена, який кодує фермент фенілаланін-4-гідроксилазу і розташований на довгому плечі хромосоми 12 (локус12q22-q24). Ця мутація є причиною фенілкетонурії І типу, яка зустрічається у 98% всіх випадків.